Коити Сато начал актерскую карьеру в 1980 году на телевидении. Год спустя он получил премию Blue Ribbon Awards в категории «Лучший новый актер» за роль в фильме «Врата юности» (Seishun No Mon, 1981). Далее он снялся в многочисленных картинах, среди которых были «Gyoei No Mure» (1983) и «Шелковый путь» (Dun Huang, 1988).
В 1994 году он получил многочисленные награды, включая премию Японской киноакадемии в категории «Лучший актер», за ленты «Пик предательства» (Chushingura Gaiden Yotwuya Kaidan) и «Токарев» (Tokarefu). В 2006 году он был награжден как лучший актер на 18 Международном кинофестивале в Токио и на 60-м конкурсе кино газеты «Mainichi» за картину «Что приносит снег» (Yuki Ni Negau Koto).
Среди других картин с его участием: фильм режиссера Такаши Миике «Сукияки вестерн Джанго», «Одиночка (Камуи)» Ёити Саи и «История неба» Такахисы Дзэдзэ.
Коити женился в 1993 году на Аяко Хироте. Это его второй брак. В 1986 году он женился на модели, но через три года они развелись.